由醋酸與正丁醇在催化劑存在下酯化而得,其反應式如下:
CH3COOH+C4H9OH → CH3COOC4H9+H2O
根據(jù)所用催化劑不同,可分為以下幾種生產(chǎn)方法。
(1)硫酸催化法 將丁醇、醋酸和硫酸按比例投入酯化釜,在120℃進行酯化,經(jīng)回流脫水,控制酯化時的酸值在0.5以下;所得粗酯經(jīng)中和后進入蒸餾釜,經(jīng)蒸餾、冷凝、分離,回流脫水,回收醇酯;最后在126℃以下蒸餾而得產(chǎn)品,收率68.87%。
此法工藝成熟,但對設備腐蝕嚴重,副反應較多,反應后粗醇需經(jīng)堿中和、水洗等步驟,造成產(chǎn)品損失,且酯需要水解,因而醋酸損耗較大。
(2)HZSM-5催化劑催化法 反應器置于油浴內(nèi),加入HZSM-5催化劑和正丁醇與冰醋酸,催化劑用量為原料質(zhì)量的4%,醇酸摩爾配比為1:1.1,由電子繼電器和定溫計控制油浴溫度在135℃左右。分餾柱內(nèi)裝細玻管,反應時,套管內(nèi)通冷卻水,以冷卻反應氣全部回流到反應器中。反應畢,排空冷卻水,由空氣層保溫,反應蒸氣經(jīng)冷凝器和分水器,將水和正丁醇分層,正丁醇經(jīng)回流管返回反應器中再進行反應,如此循環(huán)至酯化完全,時間為5h,最后經(jīng)降溫、冷卻、過濾得產(chǎn)品,醋酸轉化率可達98%。
(3)雜多酸催化法 向反應器中加入正丁醇、乙酸和雜多酸催化劑以及沸石,醇酸摩爾比為1:1,催化劑用量為0.7%,采用電熱套加熱。首先全回流,隨著反應的進行,體系中水和酯含量的增加,體系回流溫度降低。當溫度降至101℃時,開始升溫分水。分水過程中,反應器的溫度逐漸升高,分餾塔頂溫度穩(wěn)定在98℃左右,當體系溫度升至127℃左右,塔頂溫度不再穩(wěn)定時,開始截取前餾分(并入下次反應體系),塔頂溫度升至124℃時,開始截取粗品,當塔頂溫度高于128℃時,停止加熱,殘留液與催化劑留在反應器中,冷卻后,再加料進行反應。以正丁醇計產(chǎn)率大于98%。
此法與硫酸催化法相比,具有催化活性高、選擇性好、腐蝕輕微、廢水量少等優(yōu)點。盡管雜多酸與硫酸相比價格貴得多,但可通過重復使用和回收再生來彌補。
(4)固體氯化物催化法 向裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的反應器中,加入固體氯化物如無水氯化亞錫、正丁醇、冰醋酸,醇酸摩爾比為1:3,催化劑用量為總投料量的15%,加熱、攪拌、回流、定時取樣、冷卻而得產(chǎn)品,醋酸的轉化率>90%,反應的選擇性>97%,產(chǎn)物收率>88%。
此法具有操作簡便、反應條件溫和、酯化時間縮短、收率提高、后處理簡化等優(yōu)點。
此外,還有離子交換法、路易斯酸催化法等。